專利名稱：電子元器件的安裝方法及用該方法制作的傳感器裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子技術領域，尤其涉及電子元器件的安裝方法及用 該方法制作的傳感器裝置。
背景技術：
在現(xiàn)代測量、控制電子設備中，隨著其性能的提高、體積的微型 化、形狀的復雜化，對電子元器件的安裝提出了一些新的特殊要求， 例如
一、 不僅要求每個電子元器件與電子設備其它部分具有必要的電 氣連接和機械連接，有時還要求各個電子元器件的安裝面能夠不在同 一平面上并被獨立地形成不同的角度，以使得它們能夠被設置在一些 形狀復雜的物體表面上或空間內。例如對于測量表面形狀不規(guī)則物體 內的溫度、壓力、電位等傳感器陣列，要求其中每個傳感元件的傳感 面均能夠緊密附著在所要測量物體的形狀復雜的表面上；又例如對于 設置在數(shù)碼相機攝像機、手機、電子玩具、機器人等內部的電子線路， 要求其中的電子元器件能夠安裝在這些電子設備內部形狀復雜而且 狹小的空間內。
二、 有時還要求各個電子元器件能夠在所安裝的物體表面或空間 的形狀發(fā)生變化時，能夠隨之相對于電子設備其它部分獨立地進行適 當?shù)霓D動或移動。例如對于設置在人的肢體表面的血壓測量氣囊中的 光電式脈搏傳感器陣列，要求當氣囊充氣膨脹凸起對被測部位加壓 時，固定在氣囊壁內側的各傳感元件的角度和位置均能隨著氣囊壁的 膨脹凸起而變化，以保證在氣囊充放氣的任何時刻各傳感元件的受光 面都能夠始終緊貼被測部位表面，進而保證脈搏波測量的可靠性和穩(wěn) 定性。
在以往的電子設備中，為了能夠保證各電子元器件被獨立地設置 成不同的位置、角度，甚至隨安裝部位表面的形狀變化一起轉動或移 動，通常將這些電子元器件分別固定在安裝部位表面上，并采用多根 軟導線來實現(xiàn)每個電子元器件與電子設備之間的電氣連接，即將每根 軟導線的兩端分別焊接在陣列中的每個電子元器件的接線端和電子 設備相應的接線端上。由于這些軟導線的焊接通常只能由人工進行， 費時費力、可靠性難以保證，因此這種安裝方法不適合自動化生產(chǎn)。 并且，采用軟導線連接的電路用于形狀經(jīng)常變化的安裝表面時，軟導 線及其焊接點在多次彎折后易產(chǎn)生斷路或短路。另外，由于大量的軟 導線需占用很大的空間，因此這種安裝方法也不能用于需安裝的電子 元器件很多，而實際可供使用的空間又有限的場合。
之后，作為技術改進，曾采用表面貼片的電子元器件，并采用自 動化機械將其焊接在柔性電路板上，解決了傳感器陣列的批量化生 產(chǎn)、可靠性以及占用空間大的問題。然而，由于即使是最薄的柔性電 路板也都具有一定的硬度、彈性和不可延展性，使得電路板中的每個 電子元器件不能獨立地轉動和移動，故這種改進所得到電路板只能夠 被用于某些平整曲面或空間，而不能被用于形狀復雜的曲面或空間， 特別是不能用于安裝部位形狀變化的場合。
發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的一個目的是提供一種電子元器件 的安裝方法，可以使得所安裝的電子元器件可以被獨立地相對于所安 裝的其它電子元器件較為自由地轉動和移動。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的電子元器件的安裝方法包括將 電子元器件設置在柔性電路板上，其特征在于將柔性電路板做部分
切除，形成若干周圍具有空隙的半島狀連接部，每一連接部的固定端
保持與柔性電路板主體電氣連接，每一連接部的自由端保持與相應的 電子元器件機械及電氣連接。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠被附著在形狀復雜、甚至變化 的被測物體的表面的傳感器裝置。
為實現(xiàn)上述另一目的，本發(fā)明提供的傳感器裝置包括柔性電路板 及若干電子元器件，電子元器件設置在柔性電路板上，其特征在于 柔性電路板被部分切除，形成若干周圍具有空隙的半島狀連接部，每 一連接部的固定端保持與柔性電路板主體電氣連接，每一連接部的自 由端保持與相應的電子元器件機械及電氣連接，所述電子元器件包括 傳感元器件。
本發(fā)明的又一目的是提供一種能夠被附著在形狀復雜、甚至變化 的人體或動物的被測部位的表面的光電式脈搏傳感器。
為實現(xiàn)上述又一目的，本發(fā)明提供的光電式脈搏傳感器包括柔性 電路板及若干電子元器件，電子元器件設置在柔性電路板上，其特征 在于柔性電路板被部分切除，形成若干周圍具有空隙的半島狀連接 部，每一連接部的固定端保持與柔性電路板主體電氣連接，每一連接 部的自由端保持與相應的電子元器件機械及電氣連接，所述電子元器 件包括光電器件。
本發(fā)明中，電子元器件的安裝方法由于將柔性電路板上除了所述 的半島狀連接部以外的其它限制每個電子元器件相對柔性電路板主 體轉動和移動的柔性電路板切除，因此可以使得設置在一個普通的平 面柔性電路板上的每個電子元器件可以獨立地相對于設置在同一柔 性電路板上的其它電子元器件較為自由地轉動和移動，進而可以使得 這些電子元器件被安裝在一個非平面的、甚至變動的空間。本發(fā)明提 供的傳感器裝置由于采用了上述電子元器件的安裝方法，其中設置在 柔性電路板上的每個傳感元件可以獨立地相對于同一柔性電路板上 的其它傳感元件較為自由地轉動和移動，因此該傳感器裝置的傳感面 可以被附著在形狀復雜、甚至變化的被測物體的表面，對物體內部的 物理參數(shù)進行可靠、穩(wěn)定的測量。本發(fā)明提供的光電式脈搏傳感器是 上述電子元器件的安裝方法在生物醫(yī)學測量領域的具體應用，其中設 置在柔性電路板上的每個光電器件可以獨立地相對于其它光電器件 較為自由地轉動和移動，因此即使在被測部位形狀復雜甚至變化的場 合，也可以使得每個光電器件的受光面均能始終緊貼被測部位表面， 進而提高脈搏波測量的可靠性和穩(wěn)定性。
圖1為本發(fā)明第一實施例提供的光電式脈搏傳感器的結構示意
圖2為本發(fā)明第二實施例提供的光電式脈搏傳感器展開狀態(tài)的 結構示意圖3為本發(fā)明第二實施例提供的光電式脈搏傳感器彎折成的產(chǎn) 品 的結構示意圖4為本發(fā)明第三實施例提供的光電式脈搏傳感器光電器件安 裝方式的放大示意圖5為本發(fā)明第四實施例提供的光電式脈搏傳感器的平面示意
圖6為圖5所示光電式脈搏傳感器的使用狀態(tài)的截面示意圖。
附圖標記說明如下
II 柔性電路板主體；
III 柔性電路板插頭；
112 柔性電路板上的光電器件主設置區(qū)域；
113 柔性電路板上的光電器件次設置區(qū)域；
114 柔性電路板上的光電器件主設置區(qū)域與光電器件次設置區(qū)域 的連接部；
116 柔性電路板上的光電器件主設置區(qū)域中預留的空隙；
12 發(fā)光器件；
121 發(fā)光器件與柔性電路板主體的半島狀連接部；
13 光電器件；
131 光電器件與柔性電路板主體的半島狀連接部；
14 氣囊；
15 氣囊背側基板； 151 柔性電路板插座。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明提供第一實施例，該第一實施例揭露的光電 式脈搏傳感器包括柔性電路板主體11和若干光電器件13 (圖1中為 六個光電三極管)。柔性電路板11具有插頭111和光電器件主設置區(qū) 域112。若干光電器件13表面焊接在柔性電路板主體11的光電器件 主設置區(qū)域112上。該主設置區(qū)域112的柔性電路板被部分切除，形 成若干周圍具有空隙的半島狀連接部131。每一連接部131的固定端 保持與柔性電路板主體11機械及電氣連接，自由端保持與光電器件 13機械及電氣連接。從而使得每個光電器件能夠相對柔性電路板主 體ll以及其它光電器件在一定范圍內獨立地轉動和移動。
如圖2及圖3所示，本發(fā)明提供第二實施例。該第二實施例中， 柔性電路板主體11具有插頭111、光電器件主設置區(qū)域112、光電器 件次設置區(qū)域113及光電器件主設置區(qū)域與光電器件次設置區(qū)域的 連接部114。本實施例包括九個光電器件13，其中六個分兩行排列， 表面焊接在柔性電路板的光電器件主設置區(qū)域112上，另外三個布置 成一行，表面焊接在柔性電路板的光電器件次設置區(qū)域113上。與第 一實施例相同，其中限制各光電器件13相對柔性電路板主體11運動 的柔性電路板的材料被切除，僅保留光電器件13與柔性電路板主體 11之間必要電氣連接和機械連接的半島狀連接部131，使得每個光電 器件能夠相對柔性電路板主體以及其它光電器件較為自由的運動。與 第一實施例不同的是光電器件主設置區(qū)域112上位于兩行光電器件 之間的中央部位形成有較大的具有封閉邊界的空隙116。光電器件主 設置區(qū)域與光電器件次設置區(qū)域的連接部114被向光電器件主設置 區(qū)域112的方向彎折并加以定型，使得光電器件次設置區(qū)域113上設 置的光電器件填入光電器件主設置區(qū)域中央部位預留的空隙116處 (請參閱圖3)。該方案特別適用于當傳感器陣列具有三行以上的光 電器件，而且這些光電器件排列非常密集、各個光電器件之間的間距 本身就很狹窄的場合。因為在這種場合下再按照第一實施例切除主設 置區(qū)域內各個光電器件之間的柔性電路板將導致位于中間的一行光 電器件的半島狀連接部無法與柔性電路板主體11連接。采用該方案 實質上是利用主設置區(qū)域與次設置區(qū)域的連接部114將該行光電器 件與柔性電路板主體11之間的半島狀連接部進行了延長，使其從兩 邊的兩行光電器件的上方繞過而不經(jīng)過被部分切除后的主設置區(qū)域， 從而保證了主設置區(qū)域被部分切除后仍然能夠與柔性電路板主體11 連接。
本發(fā)明提供第三實施例是在上述各實施例的基礎上的進一步的 改進。以圖4所示的坐標為參考，前面三個實施例中通過切除各個光 電器件13與柔性電路板主體11的半島狀連接部131以外的柔性電路 板，使得光電器件13可以在較大范圍內沿著Y軸方向移動，并可以 繞X軸和Z軸適當轉動，但由于作為光電器件與柔性電路板主體的 半島狀連接部131的柔性電路板本身不可伸縮，故光電器件13不能 被沿X軸和Z軸方向移動。該第三實施例與上述各實施例不同的是 將光電器件與柔性電路板主體的半島狀連接部131形成一個以上的
彎折。由于這種彎折可以使該連接部131具有可伸縮性，因此這樣改
進使得光電器件13不僅可以在沿著Y軸方向移動和繞X軸和Z軸轉 動，而且可以在X軸方向上較大范圍內移動和在Z軸方向上適當移 動。該方案特別適用于被測部位的表面形狀在測量過程中會發(fā)生變化 的場合。因為隨著被測部位表面形狀的變化，被測部位表面上各個測 量點之間的距離也會發(fā)生變化，在這種場合下，采用該方案可以使得 緊密貼附在被測部位表面上的各個光電器件之間的距離也隨之而變 化。
上述各實施例的光電式脈搏傳感器陣列僅包括光電器件，使用它 們時需要在位于被測部位表面的脈搏傳感器陣列旁或在被測肢體背 側的相對于脈搏傳感器陣列所在位置的表面另外配置照射血管的光 源以形成反射或透射光。本發(fā)明提供的光電式脈搏傳感器陣列還可以 同時包括作為光源的發(fā)光器件。如圖5所示，本發(fā)明的第四實施例揭 露的光電式脈搏傳感器除了包括柔性電路板11、十五個光電器件13 以外，還包括了十二個發(fā)光器件12。柔性電路板ll也具有插頭lll、 光電器件主設置區(qū)域112、光電器件次設置區(qū)域113及光電器件主設 置區(qū)域與光電器件次設置區(qū)域的連接部114。其中十五個光電三級管 的排列及其連接方式與第二個實施例相同(只是分別設置在柔性電路 板主體11的光電器件主設置區(qū)域112和光電器件次設置區(qū)域113上 的三行光電三級管中每行具有五個光電三級管)，故在此不再贅述。 其中十二個發(fā)光器件12被分成四行，每行具有三個發(fā)光器件，被分 別設置在柔性電路板主體11的光電器件主設置區(qū)域112上的兩行光 電器件組成的矩形的四周。與光電器件的安裝方式相同，每個發(fā)光器 件12周圍的除了用于保證發(fā)光器件12與柔性電路板主體11之間必 要電氣連接和機械連接的半島狀連接部121以外的柔性電路板都被 切除，使得每個發(fā)光器件12也能夠像光電器件一樣在一定的范圍內 獨立地轉動和移動。
圖6所示為圖5中揭露的光電式脈搏傳感器的一使用狀態(tài)的截面
示意圖。圖中，光電式脈搏傳感器被設置在一個用于測量血壓的氣囊 14的內部，其中各光電器件的受光面及各發(fā)光器件的發(fā)光面分別被 固定在采用透明的彈性材料做成的氣囊壁14的內表面上。柔性電路 板主體11的插頭111插入設置在與氣囊密封連接的氣囊背側基板15 上的柔性電路板插座151中。使用時，該氣囊被固定在被測部位表面 上。當氣囊充氣對被測部位加壓時，氣囊壁14將隨著被測部位的受 壓凹陷而膨脹凸起，由于固定在氣囊壁14上的各個光電器件13及發(fā) 光器件12與柔性電路板主體11之間采用了上述的能夠相互獨立地轉 動和移動的安裝方式，在本實施例中各光電器件13的受光面及發(fā)光 器件12的發(fā)光面均能始終隨著氣囊壁14的膨脹凸起而緊貼被測部位 表面，保證脈搏波測量的穩(wěn)定性。
通過以上實施例，本發(fā)明揭露了一種電子元器件的安裝方法以及 用該方法制作的光電式脈搏傳感器。然而，以上所揭露的實施例，僅 為本發(fā)明總體構思的具體示例，對于所屬技術領域的普通技術人員來 說， 一些不需創(chuàng)造性勞動即可想到的、基于本發(fā)明所做的簡單變更， 仍應當不脫本發(fā)明保護的范圍。例如，使用本發(fā)明揭露的方法將其它 電子元器件與柔性線路板進行連接的情形；傳感元件為溫度傳感元 件、壓力傳感元件、電極等的情形；當傳感器陣列中央具有更多行光 電器件時，可以采用更多個光電器件次設置區(qū)域113及其與光電器件 主設置區(qū)域112的連接部114來解決這些位于傳感器陣列中央的多行 光電器件13與柔性電路板主體11之間必要電氣連接和機械連接的問 題。
權利要求
1. 一種電子元器件的安裝方法，其特征在于將電子元器件設置在柔性電路板上，將柔性電路板做部分切除，形成若干周圍具有空隙的半島狀連接部，每一連接部的固定端保持與柔性電路板主體電氣連接，每一連接部的自由端保持與相應的電子元器件機械及電氣連接。
2. 如權利要求1所述的電子元器件的安裝方法，其特征在于所述 半島狀連接部設有可伸縮的彎折。
3. 如權利要求1或2所述的電子元器件的安裝方法，其特征在于 所述柔性電路板具有電子元器件主設置區(qū)域和一個以上的次設置區(qū) 域，將所述次設置區(qū)域與所述主設置區(qū)域的連接部分彎折，使所述次 設置區(qū)域上設置的電子元器件位于所述主設置區(qū)域上預定的空隙處。
4. 一種傳感器裝置，包括柔性電路板及若干電子元器件，電子元器 件設置在柔性電路板上，其特征在于柔性電路板被部分切除，形成 若干周圍具有空隙的半島狀連接部，每一連接部的固定端保持與柔性 電路板主體電氣連接，每一連接部的自由端保持與相應的電子元器件 機械及電氣連接，所述電子元器件包括傳感元器件。
5. 如權利要求4所述的傳感器裝置，其特征在于所述半島狀連接 部設有可伸縮的彎折。
6. 如權利要求4或5所述的傳感器裝置，其特征在于所述柔性電 路板具有電子元器件主設置區(qū)域及至少一個電子元器件次設置區(qū)域， 所述次設置區(qū)域與所述主設置區(qū)域的連接部分被彎折后，次設置區(qū)域上設置的電子元器件位于主設置區(qū)域上預定的空隙處。
7. —種光電式脈搏傳感器，包括柔性電路板及若干電子元器件，電 子元器件設置在柔性電路板上，其特征在于:柔性電路板被部分切除， 形成若干周圍具有空隙的半島狀連接部，每一連接部的固定端保持與 柔性電路板主體電氣連接，每一連接部的自由端保持與相應的電子元 器件機械及電氣連接，所述電子元器件包括光電器件。
8. 如權利要求7所述的光電式脈搏傳感器，其特征在于所述半島 狀連接部設有可伸縮的彎折。
9. 如權利要求7或8所述的光電式脈搏傳感器，其特征在于所述 柔性電路板具有電子元器件主設置區(qū)域及至少一個電子元器件次設 置區(qū)域，所述次設置區(qū)域與所述主設置區(qū)域的連接部分被彎折后，次 設置區(qū)域上設置的電子元器件位于主設置區(qū)域上預定的空隙處。
10. 如權利要求9所述的光電式脈搏傳感器，其特征在于所述電子 元器件還包括若干發(fā)光器件。
全文摘要
本發(fā)明涉及電子技術領域，尤其涉及電子元器件的安裝方法及用該方法制作的傳感器裝置。本發(fā)明公開的電子元器件的安裝方法將柔性電路板上除了半島狀連接部以外的其它限制每個電子元器件相對柔性電路板主體轉動和移動的柔性電路板切除，因此可以使得設置在一個普通的平面柔性電路板上的每個電子元器件可以獨立地相對于設置在同一柔性電路板上的其它電子元器件較為自由地轉動和移動，進而可以使得這些電子元器件被安裝在一個非平面的、甚至變動的空間。本發(fā)明還公開了基于上述方法的傳感器裝置，使得傳感器裝置的傳感面可以被附著在形狀復雜、甚至變化的被測物體的表面。
文檔編號H05K3/32GK101207974SQ20061012433
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月21日 優(yōu)先權日2006年12月21日
發(fā)明者陸渭明 申請人:珠海微明生物醫(yī)學測量技術有限公司